鐵磁材料電磁超聲換能器(electromagneticacoustic transducer,EMAT)的換能機制與外加磁場、材料的磁化特性和磁致伸縮特性有密切的關(guān)系,電磁超聲波的產(chǎn)生很大程度上取決于材料的電磁特性和偏置磁場。首先,建立鋼板電磁超聲波的有限元模型,分析偏置磁場及被測試件的電磁特性對電磁超聲換能機制的影響,通過引入不同磁導率和電導率等效模擬塑性變形試件,分析換能機制與電磁特性的關(guān)系,并在此基礎(chǔ)上搭建基于電磁超聲表面波的塑性變形檢測系統(tǒng)。其次,通過對拉伸的標準工字板試件進行磁導率檢測,得到不同塑性損傷試件與相對磁導率變化的對應(yīng)關(guān)系。塑性變形會改變鋼板的電磁特性,進而影響到檢測信號的變化。最后,對塑性變形進行電磁超聲非線性檢測,得到相對非線性系數(shù)與塑性變形的對應(yīng)關(guān)系,并驗證塑性變形、電磁參數(shù)與非線性檢測信號之間的關(guān)系。

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圖3水平磁場下不同相對磁導率時位移激勵電流/A(e)

4670中國電機工程學報第40卷位移/m激勵電流/A(e)相對磁導率為100002012022032042018141026磁致伸縮力靜態(tài)洛倫茲力動太洛倫茲力合力臨界激勵電流圖3水平磁場下不同相對磁導率時作用力隨激勵電流幅值的變化Fig.3Variationoftheforcew....

圖5水平磁場下臨界激勵電流與電導率的關(guān)系電導率/(107S/m)10050

4670中國電機工程學報第40卷位移/m激勵電流/A(e)相對磁導率為100002012022032042018141026磁致伸縮力靜態(tài)洛倫茲力動太洛倫茲力合力臨界激勵電流圖3水平磁場下不同相對磁導率時作用力隨激勵電流幅值的變化Fig.3Variationoftheforcew....

圖11拉伸塑性變形試件Fig.11Tensileplasticdeformationtestpiece

113mm總長度L=280mmR=15mm50mm70mm40mmQ235鋼板厚度10mm圖9Q235試驗試件的尺寸示意圖Fig.9SchematicdiagramofthedimensionsoftheQ235testspecimen分比。考慮到材料在制作過程對塑性變形的影響，....

圖8相對磁導率對二次諧波的影響二頻率/MHz

第14期劉素貞等：鋼板電磁超聲換能機理及塑性損傷的非線性超聲檢測4671應(yīng)比垂直磁場大；此外，由于鋼板發(fā)生塑性變形后會產(chǎn)生反磁致伸縮效應(yīng)，并導致材料各向異性使磁疇無法自由移動，從而影響材料的電磁特性。因此，在水平磁場下，保持電導率不變、改變相對磁導率來等效模擬塑性變形，并進一步研....

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